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1、城市轨道交通供电技术学学习目目标了解二次系统的功能和分类方式。掌握城轨供电系统的控制方式。掌握城轨供电系统的保护设置。项目项目六城轨供电系统的二次系统六城轨供电系统的二次系统二次系统的功能二次系统的功能一一.任务任务一一 认识认识二次系统二次系统二次系统是供电系统的重要组成部分，它附属于一定的一次接线或一次设备，是对一次设备进行控制操作、测量监视和保护的有效手段，是电力系统安全生产、经济运行、可靠供电的重要保障。任务任务一一 认识认识二次系统二次系统二次系统的基本任务是：反映一次设备和系统的工作状况，控制一次设备；当一次设备或系统出现异常工作状况时，发出报警信号；当一次设备或系统发生故障时，能
2、够将故障部分迅速退出工作，以保持电力系统处于安全和最佳运行状态。二次系统的组成二次系统的组成二二.任务一任务一 认识二次系统认识二次系统二次系统按电流制分为直流回路和交流回路，按工作性质分为监视测量回路、控制回路、信号回路、调节回路、继电保护和自动装置、自动和远动化装置及操作电源系统等几个部分。二次系统各部分之间的关系如图6-1所示，在本项目中我们将重点学习城轨供电系统的控制系统和保护系统。任务一任务一 认识二次系统认识二次系统1.监视测量回路监视测量回路主要由各种显示仪表、测量元件（如电流互感器、电压互感器）及其相关回路组成，其作用是监视、测量一次设备的工作状态，以便于运行人员掌握一次设备的
3、运行情况，为运行管理、事故分析提供参考。任务一任务一 认识二次系统认识二次系统2.控制回路控制回路主要由控制开关及相应的控制继电器组成，其作用是对一次高压开关设备进行合、分闸操作。控制回路按自动化程度可分为手动控制和自动控制两种；按控制距离可分为就地控制和距离控制两种；按控制方式可分为分散控制和集中控制两种，分散控制均为一对一控制，集中控制有一对一控制和一对N控制；任务一任务一 认识二次系统认识二次系统2.控制回路按操作电源性质分为直流操作和交流操作两种；按照电源电压和电流大小可分为强电控制与弱电控制两种，强电控制采用较高电压（110 V或220 V）和较大电流（5 A），弱电控制采用较低电压
4、（直流60 V以下、交流50 V以下）和较小电流（0.5 1 A）。任务一任务一 认识二次系统认识二次系统3.信号回路信号回路主要由开关设备的位置信号、继电保护和自动装置的动作信号与中央信号组成，主要作用是反映一次设备和二次设备的工作状态。任务一任务一 认识二次系统认识二次系统4.调节回路调节回路是指调节型自动装置，主要由测量机构、传送机构、调节器和执行机构组成，作用是根据一次设备运行参数的变化，实时在线调节一次设备的工作状态，以满足运行要求。任务一任务一 认识二次系统认识二次系统5.继电保护与自动装置继电保护与自动装置主要由继电保护、自动装置和相应的辅助元件组成，能在电力系统发生故障或出现不
5、正常运行状态时自动反应和处理故障。其作用包括：自动判别一次设备的工作状态；在事故和不正常运行状态时，自动跳开断路器切除故障和消除不良状态并发出报警；当事故或不正常运行状态消失后，快速投入断路器，自动恢复系统运行。任务一任务一 认识二次系统认识二次系统6.自动、远动装置为了满足变电所无人值守的需要，必须在变电所和调度所之间实现远距离信息实时自动传输，应用远动技术，配备远动装置。远动技术是在调度所与被控端之间实现遥控、遥测、遥信、遥调技术的总称。（1）集中监视，提高安全经济运行水平。（2）集中控制，提高劳动生产率。任务一任务一 认识二次系统认识二次系统7.操作电源系统操作电源系统主要由电源设备和供
6、电网络组成，包括直流电源和交流电源系统，其作用是供给上述各回路的工作电源。变电所的操作电源多采用直流电源系统，简称直流系统，部分小型变电所也可采用交流电源或整流电源。任务一任务一 认识二次系统认识二次系统控制方式控制方式一一.任务任务二二 城城轨供电系统的控制轨供电系统的控制1.就地控制就地控制就是在变电所内电气设备的安装地点进行直接控制。对于高压、中压、低压和直流开关设备，一般在设备上设控制操作开关或合闸、分闸按钮，实现开关的合、分闸就地操作。任务任务二二 城城轨供电系统的控制轨供电系统的控制2.变电所自动化级控制变电所自动化级控制是指通过变电所内的综合控制屏（综控屏）对电气设备进行集中控制
7、。在设置变电所综合自动化系统后，一般在变电所控制室内设置综控屏，在综控屏内设有主机和显示屏，集中显示各类电参数和设备运行状态，并对开关设备实现遥控功能。任务任务二二 城城轨供电系统的控制轨供电系统的控制2.变电所自动化级控制遥控操作由电气操作人员通过综控屏下发指令，通过通信数据线传送，利用供电系统开关设备上的微机综合测控保护装置或PLC模块实现开关的分、合闸操作。高压、中压系统的断路器和隔离开关、直流系统的断路器和电动隔离开关、低压系统的进线和母线分段断路器均应能通过变电所综控屏实现遥控。任务任务二二 城城轨供电系统的控制轨供电系统的控制3.控制中心级遥控控制中心级遥控是在远离变电所的控制中心
8、的电力调度端对全线变电所内的主要电气设备进行控制。一般在控制中心设置电力监控系统调度操作员工作站，集中显示各类电参数和设备运行状态，并对开关设备实现遥控功能。采用控制中心级遥控方式时，各类开关设备的转换开关打到远方位置。遥控操作由电力调度员工作站下发指令，通过通信数据线传送到变电所控制室，利用供电系统开关设备上的微机综合测控保护装置或PLC模块实现开关的分、合闸操作。任务任务二二 城城轨供电系统的控制轨供电系统的控制4.火灾报警系统切除低压非消防负荷低压系统馈线回路分为消防负荷回路和非消防负荷回路，当车站发生火灾时，为了防止火灾的蔓延、事故的扩大及保护消防人员的安全，应将非消防电源负荷回路的电
9、源切除。同时，为了车站内旅客和工作人员能够安全疏散，应保证消防负荷回路正常可靠供电，如应急照明回路、事故风机回路、车站控制室电源回路等。任务任务二二 城城轨供电系统的控制轨供电系统的控制5.车站综合后备盘（IBP盘）紧急分闸对于城市轨道交通线路，若发生有人跌落站台、接触轨系统人员安全疏散、接触线掉线、区间线路或列车发生火灾需要消防疏散等紧急状况，需要首先将发生紧急状况的供电分区断电，然后再进行紧急救援或人员疏导。为此，城市轨道交通线路一般在设有牵引变电所的车站设置IBP盘，以实现供电分区紧急分闸断电。1）IBP盘的设置方式2）IBP盘上紧急分闸按钮设置电气设备的控制与联锁电气设备的控制与联锁二
10、二.任务二任务二 城轨供电系统的控制城轨供电系统的控制（1）防止带负荷分、合隔离开关或抽插隔离插头。（2）防止带接地开关在合闸位置时关合断路器、负荷开关等。（3）防止带电误合接地开关。（4）防止误入带电间隔。（5）防止误分、误合断路器和负荷开关。1.成套开关设备的五防要求任务二任务二 城轨供电系统的控制城轨供电系统的控制断路器防跳功能，即防止断路器多次合、分闸。断路器手动控制或自动合闸时，如遇到永久性故障，保护装置立即使其跳闸。此时，若断路器的合闸回路一直通电，将引起断路器再次合闸继而又跳闸，如此反复出现跳跃现象，导致断路器损坏。为防止这种情况的发生，在控制回路中设电气防跳 措 施。1）断 路
11、 器 操 作 机 构 内 部 防 跳 回 路。2）单独设置防跳控制回路（选用带防跳功能的微机保护装置）。2.断路器防跳功能任务二任务二 城轨供电系统的控制城轨供电系统的控制电气设备间的控制与联锁电气设备间的控制与联锁三三.1.电源开闭所的进线开关柜与进线隔离柜/进线提升柜当采用分散式供电方案设电源开闭所时，电源开闭所电源进线端的接线形式有特殊要求，应符合当地电力部门的要求。在进线端设隔离柜，作为电源开闭所与城市电网之间的一个明显断开点。任务二任务二 城轨供电系统的控制城轨供电系统的控制当电源开闭所进线电源退出时，城市电力部门要求将电源开闭所进线隔离柜手车拉到退出位，形成一个电气断开点。进线提升
12、柜的设置和母线分段隔离柜的设置一样，由于开关柜无法在一个柜体内做到母线提升，因此单设进线提升柜，如图6-2所示。进线提升柜也可以兼作计量用。任务二任务二 城轨供电系统的控制城轨供电系统的控制任务二任务二 城轨供电系统的控制城轨供电系统的控制当进线开关在合闸位置时，通过开关状态辅助接点，起动闭锁电磁铁回路，进线隔离手车和进线提升柜隔离手车不能进行拉出、推入操作。当进线开关在分闸位置时，通过开关状态辅助接点，解除闭锁电磁铁，进线隔离手车和进线提升柜隔离手车才能进行拉出、推入操作。当进线开关手车在工作位置时，若要进行合闸操作，则进线隔离柜手车、进线提升柜手车必须在工作位置，且两路进线开关和母线分段开
13、关之间的3合2联锁满足要求时，才能对该进线开关进行合闸操作。任务二任务二 城轨供电系统的控制城轨供电系统的控制2.母线分段开关柜与母线分段隔离柜隔离手车的操作和隔离开关的操作一样，不能带负荷操作，需要在母线分段开关和母线分段隔离柜的隔离手车之间设联锁。当母线分段开关在合闸位置时，通过开关状态辅助接点，起动闭锁电磁铁回路，母线分段隔离柜的隔离手车不能进行拉出、推入操作。当母线分段开关在分闸位置时，通过开关状态辅助接点，解除闭锁电磁铁，母线分段隔离柜内的隔离手车才能进行拉出、推入操作。任务二任务二 城轨供电系统的控制城轨供电系统的控制3.变压器/整流器与中压侧馈线开关变压器/整流器与中压侧馈线开关
14、之间设置联锁是为了防止人员触及带电体，保证人身安全。若误操作或强行打开变压器门或整流柜门，中压侧馈线开关将跳闸。变压器根据电压等级、容量大小的不同，可以选择带外壳或不带外壳两种形式。任务二任务二 城轨供电系统的控制城轨供电系统的控制城市轨道交通选用的整流器一般采用柜式设备，并在柜门与中压侧馈线开关之间建立联锁。只有中压侧馈线开关处于分闸状态时，才允许进行开门操作；若中压侧馈线开关在合闸位置，强行打开带电的整流器柜门，则联跳中压侧馈线开关并报警，以确保人员安全。在设备检修完成后，只有变压器和整流器柜门都关好后，中压侧馈线开关才可以进行合闸操作。任务二任务二 城轨供电系统的控制城轨供电系统的控制4
15、.牵引整流机组中压侧馈线开关与直流进线开关直流进线开关可以使用直流隔离开关或直流断路器，不管采用哪种设备，直流进线开关都应与牵引整流机组中压侧建立联锁。采用直流进线断路器时，牵引整流机组中压侧开关跳闸后，联跳直流进线断路器，任务二任务二 城轨供电系统的控制城轨供电系统的控制并根据调度命令，手动或电动将负极隔离开关分闸，实现整个牵引整流机组完全断电，退出运行。采用直流进线隔离开关时，牵引整流机组中压侧馈线开关跳闸后，不联跳直流进线隔离开关，此时须根据调度命令，手动或电动将直流进线隔离开关及负极隔离开关分闸，实现整个牵引整流机组完全断电，退出运行。任务二任务二 城轨供电系统的控制城轨供电系统的控制
16、5.直流断路器与隔离开关直流断路器与隔离开关之间的联锁，主要指操作顺序与闭锁。同一回路中的断路器和隔离开关存在状态闭锁，即断路器处于分闸状态时，隔离开关才能进行合、分闸操作，断路器处于合闸状态时，闭锁隔离开关的合、分闸操作。任务二任务二 城轨供电系统的控制城轨供电系统的控制同一回路中的断路器与隔离开关的操作顺序为：合闸过程，先合隔离开关，再合断路器；分闸过程，先分断路器，再分隔离开关。1）直流进线断路器与负极隔离开关2）直流馈线断路器、旁路断路器与旁路隔离开关3）直流馈线断路器与上网隔离开关任务二任务二 城轨供电系统的控制城轨供电系统的控制6.纵向隔离开关和上网隔离开关在正常情况下，每一供电分区由相邻两座牵引变电所实现正常双边供电，当一座牵引变电所退出运行时，由两侧相邻牵引变电所构成大双边供电。构成大双边供电可通过直流馈线或纵向隔离开关两种方式实现，当采用直流馈线构成大双边供电时，必须保证退出运行的牵引变电所的直流母线保持良好。由于纵向隔离开关不能带负荷操作，其分、合闸操作有一定限制，所以必须设有控制联锁。纵向隔离开关的联锁可设置为站内联锁或站间联锁两种模式。系统运行控制与联锁系统运行
